基于等效阻抗的小功率試驗(yàn)條件組別聯(lián)結(jié)測(cè)試與分析

文/朱曉紅 李卡 楊子力

針對(duì)一次繞組的聯(lián)結(jié)組別，主要在投運(yùn)前采用采用額定電壓和低負(fù)荷的條件進(jìn)行，或者通過(guò)高電壓試驗(yàn)源從高壓側(cè)施加電壓的方式，該兩種情況均為高電壓試驗(yàn)方式，存人身安全隱患，且高壓試驗(yàn)源設(shè)備體積大、笨重、試驗(yàn)源和測(cè)量裝置獨(dú)立分開(kāi)、接線比較復(fù)雜，存在試驗(yàn)和采集過(guò)程接線錯(cuò)誤容易錯(cuò)誤的問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)效率不高，使得采用高壓大電流法的運(yùn)用具有較大局限性。

1 技術(shù)現(xiàn)狀

針對(duì)二次回路接線的正確性判斷，主要在投運(yùn)后通過(guò)變壓器投運(yùn)后的工作電壓及負(fù)荷電流進(jìn)行。即在二次系統(tǒng)中采集的二次電流、電壓；并繪制三相電流相量與三個(gè)對(duì)稱電壓相量之間的相位關(guān)系，即六角圖繪制；六角圖作出后，再依據(jù)系統(tǒng)功率的送受情況來(lái)判斷變壓器各側(cè)各相電流、電壓回路接線的正確性。此方法雖然有效，但存在以下問(wèn)題：

（1）六角圖測(cè)試必須在變壓器投運(yùn)后進(jìn)行測(cè)量，即在不能確定接線正確的情況下進(jìn)行投運(yùn)，即可能帶故障投運(yùn)。

（2）六角圖測(cè)試需要帶負(fù)荷，即各相均有負(fù)荷電流時(shí)才能做六角圖試驗(yàn)。很多情況是投運(yùn)初期負(fù)荷太小無(wú)法提供足夠的負(fù)荷電流，導(dǎo)致測(cè)量不準(zhǔn)甚至無(wú)法測(cè)量，六角圖展現(xiàn)無(wú)法完成。

2 等效阻抗分析

圖1

變壓器的等效阻抗通?？梢越?jīng)典的阻抗模型分析，包括高壓側(cè)直流電阻Rp、高壓側(cè)電抗Xp、低壓側(cè)電阻Rs、低壓側(cè)電抗Xs、勵(lì)磁電抗XM、變比N 及負(fù)載電阻等。如圖1所示。

其中變壓器在短路狀態(tài)下的輸入阻抗是分析變壓器特性的重要指標(biāo)，這里假設(shè)負(fù)載電阻為零，給變壓器初級(jí)施加電壓源，變壓器低壓側(cè)為短路狀態(tài)，輸入電阻為：

阻抗角：

短路狀態(tài)的阻抗方程為表述如下：

上式中Xeq是與頻率有關(guān)的參量，并有如下關(guān)系：

Xp為高壓側(cè)電抗，Xs為低壓側(cè)電抗，N為變比。

當(dāng)變壓器負(fù)載阻抗Zb不為零時(shí)，忽略勵(lì)磁電抗ZM的情況下，輸入阻抗方程為：

N 為變比。因此，只要滿足最低采集電流的要求，可要求在低壓側(cè)短路狀態(tài)實(shí)現(xiàn)電流電壓采集，從而實(shí)現(xiàn)采用低電壓功率試驗(yàn)源完成向量圖的測(cè)試。

3 分析與討論

通過(guò)分析，借助變壓器低壓側(cè)短路狀態(tài)，可以提升二次側(cè)的電流，降低高壓側(cè)的試驗(yàn)電壓，即可實(shí)現(xiàn)非額定電壓環(huán)境的接線狀態(tài)檢測(cè)。試驗(yàn)裝置只需要估算短路阻抗及二次電流，與設(shè)計(jì)的采集裝置的電流靈敏度相配套，即可開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試應(yīng)用。

通過(guò)，借助等效阻抗分析，忽略漏電抗情況下，高壓側(cè)電抗Xp與頻率關(guān)系最為相關(guān)，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的干擾環(huán)境，適當(dāng)采用變頻的試驗(yàn)方式，改變?cè)囼?yàn)電流、提高抗干擾能力。

4 總結(jié)

本文通過(guò)高壓側(cè)的變壓器等效阻抗分析，提出了最低小功率組別試驗(yàn)的方法。為了提高現(xiàn)場(chǎng)抗干擾能力，提高低壓側(cè)的電流，采取低壓側(cè)短路的短路阻抗模型，以提升現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用性。本篇還討論了變頻法改變高壓側(cè)電抗的辦法調(diào)整試驗(yàn)功率，提高檢測(cè)靈敏度和抗干擾能力的方法，后期將開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，對(duì)本篇的方案進(jìn)行驗(yàn)證。